Patrones de respiración del suelo urbano en Medellín y su influencia en algunos servicios ecosistémicos
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Resumen
La expansión urbana no planificada y el cambio en los usos del suelo son factores limitantes para el desarrollo de ciudades sostenibles y para la calidad de los servicios ecosistémicos. La urbanización del suelo se relaciona con la impermeabilización y compactación del terreno, la reducción de áreas verdes y la disminución de funciones ecosistémicas, generando impactos significativos sobre funciones como la regulación hídrica, la mitigación del cambio climático, la retención de nutrientes y la provisión de hábitats para la biodiversidad.
En Medellín, las dinámicas de expansión urbana transforman las propiedades fisicoquímicas y biológicas del suelo, comprometiendo su calidad y capacidad para sostener las funciones ambientales. El cambio en los usos del suelo tanto planificado como informal, ha afectado principalmente las laderas y suelos poco aptos para construcción. La reducción de las áreas verdes, el aumento de suelo impermeable y de infraestructura urbana han causado, por ejemplo, inundaciones más frecuentes al presentar menor capacidad de infiltración de agua lluvia en el suelo.
Esta investigación desarrollada en la ciudad de Medellín, Colombia, analiza muestras de 33 sitios urbanos categorizados como suelos en parques, de uso institucional, vehicular o residencial. A su vez cada categoría separa la influencia de coberturas vegetales como césped, compuesta por vegetación rastrera o pasto, mixta compuesta por vegetación ornamental con altura menor a 1,5 m y arbórea donde predominan individuos arbóreos con altura superior a 1,5 m. En las muestras de suelo se determinaron propiedades físicas como la textura, densidad real (DReal), densidad aparente (DApa), estabilidad de los agregados, índice de estabilidad estructural (ISE), índice de estabilidad de los agregados (ISA), diámetro medio ponderado (DMP), materia orgánica (MO), capacidad de retención de humedad (CRH), punto de marchitez permanente (PMP), capacidad de campo (C.C) y porosidad (macroporosidad (Pma) y microporosidad (Pmi)). El análisis químico incluyó carbono orgánico (C.O), carbono orgánico disuelto (DOC), pH en H2O y KCl 1N, nutrientes como calcio (Ca), magnesio (Mg), potasio (K) y sodio (Na), fosforo disponible (P), iones nitrito (NO2-), nitrato (NO3-) y fosfatos (PO43-), metales potencialmente tóxicos como el cromo (Cr), cobre (Cu), níquel (Ni), plomo (Pb), zinc (Zn) y mercurio (Hg). Los patrones de respiración del suelo urbano presentaron concentración relativa de los gases dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO), dióxido de nitrógeno (NO2) y amoniaco (NH3). (texto tomado de la fuente)
El procesamiento de los datos obtenidos incluyó un análisis descriptivo; medidas de tendencia central, dispersión, tablas y gráficos. También Se implementó un análisis no paramétrico de ANNOVA, aplicando Kruskal-Wallis y Dunn para identificar específicamente qué grupos son significativamente diferentes entre sí y un análisis de componente principales (PCA) con el fin de identificar patrones o tendencias, donde se identificó la variabilidad de las propiedades fisicoquímicas respecto a las categorías parque, institucional, vehicular y residencial con cada una de las coberturas césped, mixto y arbóreo y un análisis de escalamiento multidimensional no métrico (NMDS) con el que se identificó la similitud y disimilitud en los patrones de respiración del suelo urbano con respecto a cada una de las categorías de uso y las coberturas.
Dentro de los resultados se destaca la categoría de uso institucional para la prestación de servicios ecosistémicos relacionado con la regulación del ciclo hidrológico (capacidad de retención de humedad entre 28-35%), la categoría residencial por presentar mejores condiciones para la captación de carbono y sumidero de CO2 (Contenido de materia orgánica entre 12-24% y patrón de emisión de CO2 entre 350-487 ppm). Adicionalmente todas las categorías de uso de suelo urbano presentaron propiedades moderadas para el soporte de vegetación y biodiversidad. Los patrones de respiración del suelo urbano en Medellín resaltan la necesidad de una gestión más sostenible del suelo para mejorar sus propiedades fisicoquímicas y biológicas, las cuales son fundamentales en la provisión de servicios ecosistémicos como la regulación climática, la purificación del aire y la fertilidad del suelo.
Los resultados de esta investigación aportan una base técnica y científica que puede ser utilizada en futuros estudios sobre la calidad del suelo urbano en Medellín y en otros entornos urbanos con dinámicas similares. Asimismo, este trabajo puede servir como insumo bibliográfico para la formulación de políticas públicas orientadas a la gestión sostenible del suelo urbano y para el diseño de proyectos que contribuyan al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), en especial el ODS 11 (ciudades y comunidades sostenibles), el ODS 13 (acción por el clima) y el ODS 15 (vida de ecosistemas terrestres), en el contexto de los centros poblados.
Palabras clave: Desarrollo sostenible; servicios ecosistémicos; usos del suelo, tecnosoles, calidad del suelo, gestión del suelo, planificación urbana, Análisis de escalamiento multidimensional no métrico (NMDS), Gases Efecto Invernadero (GEI), calidad del aire, cobertura vegetal
Abstract
Palabras clave propuestas
Desarrollo sostenible; Servicios ecosistémicos; Usos del suelo; Tecnosoles; Calidad del suelo; Gestión del suelo; Planificación urbana; Análisis de escalamiento; Multidimensional no métrico (NMDS); Gases Efecto Invernadero (GEI); Calidad del aire; Cobertura vegetal; Sustainable development; Ecosystem services; Land use; Technosols; Soil quality; Soil management; Urban planning; Greenhouse gases (GHG); Non-metric multidimensional scaling (NMDS); Air quality; Vegetation cover